质量m=1.0kg的甲物体与竖直放置的轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地面上,如右图所示.质量m=1.0kg的乙物体从甲

1个回答

  • (1)设乙物体和甲物体碰撞前瞬间乙物体的速度大小为v 1

    根据v 1 2=2gh 解得v 1=2

    2 m/s=2.8 m/s

    设乙物体和甲物体碰撞后的共同速度大小为v 2

    由动量守恒定律有mv 1=2mv 2

    解得v 2=

    1

    2 v 1=

    2 m/s=1.4 m/s

    则碰撞后系统的动能E k2=

    1

    2 (2m)v 2 2=2 J

    甲、乙物体构成的系统碰撞前的动能E k1=4 J,故乙物体和甲物体碰撞过程中损失的机械能

    △E=E k1-E k2=2 J

    (2)设甲物体静止时弹簧压缩量为x 1,根据平衡条件,

    解得x 1=

    mg

    k =5.0 cm

    甲和乙碰撞后做简谐运动,在通过平衡位置时两物体所受合力为零,速度最大,设此时弹簧压缩量为x 2

    解得x 2=

    2mg

    k =10 cm

    甲物体和乙物体一同上升到最高点,两物体与简谐运动平衡位置的距离,即简谐运动的振幅

    A=x 2+(H-x 1)=15 cm

    根据简谐运动的对称性可知,两物体向下运动的最大距离

    x=A+(x 2-x 1)=20 cm

    答:(1)乙物体和甲物体碰撞过程中损失的动能为2J;

    (2)乙物体和甲物体碰撞后一起向下运动的最大距离0 20cm.

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